2.6 Miner线性疲劳损伤累积基本理论及其内涵

S-N曲线是在等应力幅值的试验条件下获得的，而实际工程中载荷往往是复杂的，它们产生的应力幅可能是有规律的变化，也可能是仅符合统计规律的随机变化。那么，如何使用实验室获得的等应力幅值的S-N曲线来解决工程实际中的问题呢？于是就出现了“疲劳损伤”的概念。

疲劳损伤是基于这样的判断：①在疲劳进程中，认定每个应力的每次循环都将产生一定量的疲劳损伤；②所有应力循环产生的这些损伤是可以数量累加的；③当这些疲劳损伤累加达到设定的临界值时，就可以认为疲劳破坏已经发生。这就是迈纳尔（Miner）疲劳损伤累积理论的基本思想，在许多关于疲劳强度经典的著作中都可以查阅迈纳尔（Miner）疲劳损伤累积理论^[6]。

能量是一个极其有用的物理量，它只有大小，既没有数量的正负，也没有矢量的方向，因而可以累加。迈纳尔（Miner）疲劳损伤累积理论可以从能量的角度给予这样的解释：材料的疲劳破坏是由于循环载荷的作用而产生损伤并积累造成的，而每次的损伤就有一定能量的损失，直到能量损失达到某个规定值就认为发生了疲劳破坏。另外，迈纳尔理论还认为材料的疲劳损伤程度与应力循环次数成比例。疲劳损伤累积达到破坏的过程与疲劳载荷的加载历史无关，迈纳尔（Miner）疲劳损伤累积理论这一特点在工程上尤其重要。

上述三点为多载荷通道作用下的疲劳损伤累积计算提供了一个理论基础，也为后面提及的虚拟疲劳试验技术的实现提供了理论基础。

关于疲劳损伤的研究并没有止步于Miner疲劳损伤线性累积理论，有的研究者对Miner疲劳损伤线性累积理论从非线性角度给予了修正^[6]，但Miner疲劳损伤线性累积理论抓住了问题的本质，方向正确，表述简洁，便于理解与工程应用，因此许多著名的疲劳设计与评估标准依然使用Miner疲劳损伤线性累积理论来解决复杂载荷作用下的疲劳强度设计。